《基于PLC的快递包裹分拣系统设计设计报告（论文）》

基于PLC的快递包裹分拣系统设计摘要随着社会和电子商务的快速发展，包裹的配送量不断增加，人工管理包裹的效率和强度不断提高。本文主要介绍了利用西门子S7-200plc设计的快速分拣系统。与常规控制器相比，具有操作简单、编程简单、整体抗干扰能力强等优点，可以满足自动化要求，通过与高阶计算机的通信可以实现对包装的控制过程。关键词：PLC控制；快递包裹；分拣系统在物流领域，近20年来，随着经济和生产的发展，商品通常是“短、轻、薄”，分布小，品种多，时效性强。分类成为工作的一个重要部分，分类系统的使用也越来越普遍。目前，大多数物流中心和公司都依赖人工分拣。通过增加供应商数量、增加配送点数量、缩短配送时间、提高服务质量，人工分拣已不能满足大型经销商的需求。一些国外的配送中心使用分拣系统。随着科学技术的飞速发展，纯碱的控制水平不断提高。从简单的手动启闭、刀闸、继电器控制、单片机控制到PLC网络监控系统，经历了四个发展阶段。自动分类系统已成为现代物流技术发展的三大标准之一。一、基于PLC的快递包裹分拣系统的硬件设计（一）西门子S7-200PLC简介西门子S7-200plc可以控制不同的设备和PLC，满足自动控制的需要。西门子S7-200PLC用户程序包括其它智能模块通信、复杂的数学运算、定时器、计数器和位逻辑指令。如果有问题，输出状态会改变以满足控制的需要。与其他控制器相比，具有结构灵活、指令集强大、结构紧凑等优点。Micro-PLC集成微处理器、集成电源和全功能的数字I/O点。用户下载应用程序后，必须保存逻辑以更好地监视应用程序的输入和输出。图1S7-200的中央处理单元西门子可以提供许多不同的CPU来匹配不同的应用。具有不同特性的CPU如表1所示。表1S7-200系列PLC的技术指标（二）西门子S7-200PLC工作原理一般输入采样、程序执行以及输出刷新这三个是PLC运作的主要核心阶段。现场输入现场输入输入模板输入映像区执行用户程序输出映像区输出模板输出装置输入采样阶段程序执行阶段输出刷新阶段图2PLC工作过程1、输入采样阶段PLC是一种扫描操作方法。它读取整个信号并将其写入输入图像区域进行存储。此时，采样结果的内容不受影响。当PLC执行程序指令时，可以调用以前的采样结果。2、程序执行阶段PLC从左到右，从上到下扫描每一条指令，计算输出图像区和输入图像区之间的必要数据，将程序执行结果读入输出图像区，并记录执行结果。当程序执行时，这个结果可能会改变，但在执行期间不会到达输出端口。3、输出刷新阶段在驱动用户设备之前，用户需要等待整个程序执行，然后将存储在输出图像区域中的内容传输到警察输出状态的输出锁存器。完成这些步骤后，设备将开始运行。PLC扫描周期是指上述三个步骤的重复时间。在运行期间，PLC的输出刷新和输入采样时间以毫秒为单位，程序执行的响应时间受程序长度的影响。实际CPU模块的速度影响PLC的扫描周期，二者相差较大。PLC正式运行后，重复上述三个步骤。在这个过程中，输入输出采样、程序执行和输出刷新是PLC运行的核心特征。这避免了接触器和继电器控制系统的混淆，避免了电击的竞争，提高了PLC的速度。这就是PLC系统快速可靠响应的原因。但是，它也会导致输出和输入之间的时间延迟。二、电机选型堆垛机在运行的过程中会受到阻力，根据物理学受力分析，主要有堆垛机自身的质量，额定起重等，根据相关公式，可以查出，其阻力为：式中，Ff为运行阻力，G0为堆料机自身质量，GN为堆料机额定扬程，D为堆料机轮直径，K为滚动摩擦系数，u为承载系数，D为承载系数内径，表示摩擦系数。根据实际堆垛机型号，Ff=1683.8n当堆垛机运行速度为120m/min时，可计算出电机功率P=5.1kw。根据电机型号参数，rs132s4电机额定为调速电机，额定功率5.5kW，输出转矩1445N.M。同理，升降电机选择11kw型号，货叉电机选择0.75kw型号。三、传感器选型快递包裹分拣系统需要知道包裹是存放在货架上还是货架上。避免机器故障或损坏。储存时，当堆垛机到达目标位置时，首先检测仓库位置是否有包裹。如果没有包，则执行分支操作或发送停止堆垛机操作的信号。当堆垛机离开时，仓库检测到货物所在位置没有包裹，并发送一个信号，使堆垛机在相应位置停止运动。本文利用反射式光电传感器检测搁板的包装物的存在。反射式光电传感器是一种光电传感器。反射器设置在发射器和接收器的前面，并且位于同一装置内。光电传感器利用反射原理完成光电控制功能。它可以用来探测地面亮度和颜色的变化以及地球上物体的变化。四、结语我国自动分拣技术发展相对较晚，接近国际水平。然而，由于缺乏创新，自动分拣技术的物流系数逐渐降低，大多数超级马奎特配送中心仍采用人工选择。上世纪80年代，中国多家邮局首先采用分拣技术，邮件由自动包装分拣机分拣。1990年，为了庆祝第十一届亚运会，中国从荷兰引进了一套新的自动分类系统。这个系统有三个入口和60个出口。该系统用于在北京建立一个食品配送中心。我国分拣技术发展迅速，每小时可提供3000件分拣物品。目前，分类技术在日本的各个领域得到了广泛的应用，极大地提高了快件的分类效率。到目前为止，自动分拣系统的规模和功能都有了很大的扩展。现在，大多数大型分拣系统每小时可对数万到数百件物品进行分拣，分拣能力超过10000次。国外选煤系统的规模包括供应站、信号板、分拣机、数据识别系统、设备控制系统和计算机控制系统。同时，它还配备了各种外围运输装载机，构成了一个庞大复杂的系统。大多数自动分拣系统与自动仓库相连，并与复杂的拖车系统（AGV等）结合使用。分拣系统的总体布局不固定。本文基于PLC快速包裹分拣系统，不仅实现了精确控制，而且提高了系统效率，实现了大规模控制。本仿真设计结合西门子S7-200系列PLC对控制方案进行优化选择，结合自动包裹控制系统的传感器信号、各种功能和时序逻辑，对操作人员和我提供的全自动包裹控制行业有一定的参考价值。参考文献[1]卢学英,李莹,张海玮.可编程序控制器原理与实践[M].天津大学出版社,2016.[2]孙蓉.可编程控制器实验技术[M].清华大学出版社,2016.[3]刘忠超,肖东岳.电气控制与可编程自动化控制器应用技术[M].西安电子科技大学出版社,2016.[4]刘忠超,肖东岳.电气控制与可编程自动化控制器应用技术：GEPAC[M].西安电子科技大学出版社,2016.[5]杨健.基于PLC控制的自动分拣系统的设计与实现[D].东南大学，2016.[6]陈晨.控制网络系统整体编程方法研究[D].大连理工大学，2017.[7]刘传记.物流货物危险品检测分拣系统的研究[D